Лазерный гироскоп
Cтраница 3
Кольцевой лазер, в котором две волны распространяются в противоположных направлениях, служит основой лазерного гироскопа, который будет подробно рассмотрен в разд. [31]
Ключевым элементом оптических резонаторов являются зеркала. Они должны иметь огромную отражательную способность и были первоначально разработаны с целью минимизировать обратное отражение в круговых лазерных гироскопах. Такие гироскопы используются в качестве оптических навигационных приборов в гражданской авиации и на подводных лодках. Поэтому в течение долгого времени зеркала такого качества были строго засекречены и недоступны с коммерческой точки зрения. [32]
Очень хорошим примером применения лазеров может служить лазерный гироскоп. Кроме прочего, этот пример показывает нам, что технические приложения связаны с фундаментальными физическими явлениями. При помощи лазерного гироскопа оказывается возможным регистрировать вращение относительно инерциальной системы космоса. [34]
Как уже упоминалось ранее, типичное значение эффективной массы фотона дает увеличение чувствительности в 1010 раз. Однако, это увеличение компенсируется низким значением потока частиц, характерным для атомов. В итоге, чувствительность лазерного гироскопа увеличивается относительно чувствительности гироскопов волн материи примерно в 102 раз. Кроме того, атомы совершают не более одного обхода интерферометра, тогда как в кольцевом лазерном гироскопе фотоны совершают большое число ( кз 10) обходов, что приводит к дополнительному увеличению чувствительности в 104 раз в пользу лазерной системы. Несмотря на это, гироскопы волн вещества остаются в 104 раз чувствительнее. [35]
Лазерные гироскопы, описанные во второй главе, нашли целый ряд практических приложений в зарубежной военной технике. Так, например, они применяются как гирокомпасы в ряде приборов, используются как хранители направлений или датчики угловой скорости вращения подвижных военных объектов. Нами будут рассмотрены лишь примеры использования лазерных гироскопов на борту летательных аппаратов. [36]
Эффективность интерферометра Саньяка ограничивается тем, что разность оптических путей обхода (4.1.12) существенно меньше длины волны света. На первый взгляд может показаться, что использование кольцевых лазерных гироскопов, в качестве чувствительных к вращению устройств, является практически нецелесообразным, поскольку желательна чувствительность 10 - 3 град / час и выше. Однако существуют две схемы, значительно повышающие чувствительность кольцевых лазерных гироскопов. [37]
Поэтому при вращении появляется разность частот встречных волн. Разность частот Д / пропорциональна скорости вращения в пространстве. Соответственно и скорость движения полос интерференционной картины в лазерном гироскопе пропорциональна угловой скорости. [38]
При оптическом гомодинировании 4) [61] световых потоков от двух независимых лазеров, работающих в одномодовом режиме, неизбежны внешние шумовые излучения, а также тепловые шумы, обусловленные свечением плазмы разряда трубок. Результирующее излучение, являющееся одномодовым, может быть найдено методом свертки весовых функций исходных полей. Близкий по физической ситуации случай - может иметь место в лазерном гироскопе Еря наблюдении сигнала разностной частоты биений двух световых потоков, распространяющихся по контуру в противоположных направлениях. [39]
СВЧ, лазеры, квантовые стандарты частоты, квантовые магнитометры, лазерные гироскопы и др. КВАНТОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ, скачкообразные переходы квантовой системы ( атома, молекулы, атомного ядра, кристалла) из одного возможного состояния в другое. [40]
Суммируя итоги проведенного анализа, можно сделать вывод, что комплексы перспективных беспилотных маневренных ЛА должны иметь перестраиваемую структуру, позволяющую в зависимости от различных внешних и внутренних факторов работать по алгоритмам как слабо -, так и сильно связанной схемы. При этом они должны быть способны обрабатывать в качестве измерений как координаты и скорости, так и псевдодальности и псевдоскорости. Используемые при этом БИНС на современном этапе развития навигационной техники должны строиться на лазерных гироскопах. [41]
Если одну из этих волн удается устранить, то поле в резонаторе будет представлять собой одну бегущую волну. Вращение кольцевого резонатора вокруг оси, перпендикулярной его плоскости, приводит к расщеплению частот этих двух противоположно направленных волн. Измеряя их частоту биений, можно определить скорость вращения системы. Этот принцип применяется в лазерных гироскопах. [43]
Это связано с тем, что жесткая конструкция прибора позволяет выдерживать большие ускорения. Кроме того, военные специалисты считают достоинством лазерного гироскопа тот факт, что его выходной сигнал легко может быть выражен в цифровой форме, позволяющей сопрягать его с бортовой ЭВМ. Отмечается, что эти испытания позволили сформулировать требования для бортовой бескарданной инерциальной системы управления летательным аппаратом. В один из них входил лазерный гироскоп, во второй - система контроля параметров измерителя, в третий - цифровая вычислительная машина, в четвертый - индикаторное устройство. С лазерного измерителя угловой скорости на систему контроля параметров поступает выходной сигнал, свидетельствующий о вращении, и сигналы, связанные с температурой внутри блока, с измерением параметров и другие вспомогательные сигналы, которые используются для регулирования режима работы лазерного измерителя. Основной сигнал, несущий информацию о вращении, поступает на ЭВМ, которая используется для проведения необходимых вычислений. В индикаторном устройстве в реальном масштабе времени высвечиваются данные о вычисленных пространственных координатах. Для проведения упомянутых - испытаний лазерный блок был смонтирован на поворотном столе, имеющем электронное управление скоростью вращения в широком диапазоне и приборы контроля. [44]
 |
Схема опыта Саньяка с использованием лазера. [45] |
Страницы: 1 2 3 4